Wir Menschen und auch Tiere tragen Billionen von Bakterien, Viren, Archaeen und Pilzen im Verdauungstrakt und auf der Haut. Dieses Mikrobiom übernimmt wichtige Funktionen für seinen Wirt – es wehrt Krankheitserreger ab, hilft bei der Verdauung und leistet weitere wichtige Dienste. Die mikrobiellen Mitbewohner eines Organismus sind einerseits höchst individuell zusammengesetzt, andererseits spiegeln sie wegen ihrer engen Interaktion mit den Mikrobengemeinschaften in der Umgebung auch die Lebensumwelt ihres Trägers wider.
Weitgereister Pfeiffrosch als Fallbeispiel
Was dieses mikrobielle Gepäck jedoch für invasive Arten und ihre neuen Umgebungen bedeutet, ist bisher kaum erforscht. „Uns interessiert, wie sich die Mikrobiome von gebietsfremden Arten auf die heimischen Ökosysteme auswirken, und welche Rolle sie für eine erfolgreiche Besiedlung der Einwanderer spielen”, sagt Seniorautor Raffael Ernst von den Senckenberg Naturhistorischen Sammlungen in Dresden. Diese Fragen haben Ernst, Erstautorin Franziska Leonhardt und ihre Kollegen deshalb am Beispiel eines invasiven Frosches näher untersucht. „Mikrobiome finden sich auch bei Amphibien, insbesondere die aufgrund ihrer Hautatmung feuchte Haut ist hierfür prädestiniert“, erläutert Ernst.
Als Fallbeispiel diente der Johnstones Pfeiffrosch (Eleutherodactylus johnstonei). Dieser nur etwa 17 bis 35 Millimeter kleine Frosch war ursprünglich nur auf den Kleinen Antillen beheimatet, hat sich aber seither über die gesamte Karibik und weite Teile von Mittel- und Südamerika ausgebreitet. Auch in botanischen Gärten in Europa ist dieser tierische Einwanderer inzwischen zu finden. „Wir haben das Haut- und Darmmikrobiom von Eleutherodactylus johnstonei aus einheimischen Populationen in St. Lucia und eingewanderten Populationen in Guadeloupe, Kolumbien sowie aus europäischen Gewächshäusern genetisch analysiert”, erklärt Leonhardt. Zum Vergleich untersuchten die Forschenden auch Bodenproben im jeweiligen Lebensraum der Frösche, um die dortige Mikrobengemeinschaft vergleichen zu können.
Mikrobentransfer und intensiver Austausch
Die Analysen ergaben, dass die Frösche insgesamt gut 3700 verschiedenen Mikroben-Gensignaturen auf ihrer Haut und weitere gut 4100 in ihrem Darm trugen, gut 5100 Mikrobensignaturen fanden sich in den Umweltproben aus ihrer Umgebung. In den regionalen Vergleichen zeigte sich dabei, dass das Mikrobiom der Frösche eine Mischung aus artspezifischen “Mitbewohnern” und Mikroben aus der Umgebung darstellte. So wies das Forschungsteam auch bei den in Europa beprobten Pfeiffröschen einige Bakteriengattungen nach, die für die karibischen Frösche typisch waren. Umgekehrt zeigte sich, dass die europäischen Frösche mehr “neue” Bakterien aus ihrer Umwelt auf der Haut trugen als ihre in der Heimat gebliebenen Artgenossen.
